Angiogeneza

Angiogeneza je fiziološki proces kojim nastaju novi krvni sudovi iz već postojećih,[1][2][3] nastalih u ranijoj fazi vaskulogeneze. Angiogeneza nastavlja rast vaskulature procesima nicanja i cijepanja.[4] Vaskulogeneza je embrionska formacija endotelnih ćelija iz mezodermnih ćelijskih prekursora,[5] i iz neovaskularizacija, iako rasprave nisu uvijek precizne (posebno u starijim tekstovima). Prve sudovi u razvoju embriona formiraju se putem vaskulogeneze, nakon čega je angiogeneza odgovorna za većinu, ako ne i cijeli, rast krvnih sudova tokom razvoja i u bolesti.[6]

Angiogeneza
Angiogenesis.png
Angiogeneza slijedi nakon vaskulogeneze
Anatomska terminologija
Trodimenzijska (3D) medicinska animacija angiogeneze

Angiogeneza je normalan i vitalni proces u rastu i razvoju, kao i zacjeljivanje rana i u stvaranju granulacijskog tkiva. Međutim, to je također temeljni korak u prijelazu tumora iz benignog stanja u maligno, što dovodi do upotrebe inhibitora angiogeneze u liječenju kancera. Suštinsku ulogu angiogeneze u rastu tumora prvi je predložio 1971. godine Judah Folkman, koji je tumore opisao kao "vruće i krvave","[7] ilustrirajući da su, barem za mnoge tipove tumora, karakteristični crvenilo perfuzija, pa čak i hiperemija.

TipoviUredi

Nicanje krvnih sudovaUredi

Klijanje u angiogenezi bio je prvi identificirani oblik angiogeneze i zbog toga je mnogo razumljivije od intususceptivne angiogeneze. Javlja se u nekoliko dobro karakteriziranih faza. Početni signal dolazi iz tkiva koja su lišena vaskulature. Hipoksija koja je zabilježena u ovim područjima uzrokuje da tkiva zahtijevaju prisutnost hranjivih tvari i kisika koji će omogućiti tkivu da obavlja metaboličke aktivnosti. Zbog toga će parenhimske ćeklije lučiti vaskularni endotelni faktor rasta (VEGF-A) koji je proangiogeni faktor rasta.[8] Ovi biološki signali aktiviraju receptore na endotelnim ćelijama koji su prisutni u već postojećim krvnim sudovima. Drugo, aktivirane endotelne ćelije, poznate i kao vršne ćelije, počinju oslobađati enzime koji se nazivaju proteazama i koje razgrađuju baznu membranu, kako bi omogućile endotelnim čelijama da migriraju iz zida originalnog (roditeljskog) suda. Endotelna ćelija zatim proliferajući ulazi u okolni vanćelijski matriks i tvori čvrste klice koje povezuju susjedne sudove. Ćelije koje se razmnožavaju nalaze se iza vršnih ćelija i poznate su kao matične ćelije. Proliferacija ovih ćelija omogućuje da kapilarni izdanak raste istovremeno u dužinu.

Kako se klice šire prema izvoru angiogenog podražaja, endotelne ćelijee migriraju u tandemu, koristeći adhezijske molekule zvane integrini. Te klice tada tvore petlje kako bi postale punopravni sudovni lumen) dok ćelije migriraju na mjesto angiogeneze. Klijanje se događa brzinom od nekoliko milimetara dnevno i omogućava novim sudovima da rastu preko praznina u vaskulaturi. Znatno se razlikuje od angiogeneze cijepanjem jer tvori potpuno nove sudove, za razliku od cijepanja postojećih.

Intususceptivna angiogenezaUredi

Intususceptivna angiogeneza, poznata i kao cjepajuća angiogeneza, je stvaranje noog krvnog suda cijepanjem postojeće na dvije.

Intususcepcija je prvi put primijećena kod neonatusnih pacova. U ovo tipu formiranja sudova, kapilarni zid se proteže u lumen, kako bi se jedan krvni sud podijelio na dva dijela. Postoje četiri faze intususceptivne angiogeneze. Prvo, dva suprotna kapilarna zida uspostavljaju kontaktnu zonu. Drugo, endotelni ćelijski spojevi reorganiziraju se i dvosloj suda se perforira, kako bi omogućilo faktorima rasta i ćelijama da prodru u lumen. Treće, jedro se formira između dva nova suda u zoni kontakta koje je ispunjeno pericitoma i miofibroblastima. Ove ćelije počinju polagati kolagenska vlakna u jedra kako bi osigurale vanćelijski matriks za rast lumena krvnih sudova. Konačno, jezgro je razrađena bez ikakvih promjena u osnovnoj strukturi. Intususcepcija je važna jer se radi o reorganizaciji postojećih ćelija. Omogućava ogromno povećanje broja kapilara, bez odgovarajućeg povećanja broja endotelnih ćelija. Ovo je posebno važno u razvoju embriona jer nema dovoljno resursa za stvaranje bogate mikrovaskulature s novim ćelijama svaki put kad se razvije novi sud.[9]

FiziologijaUredi

Mehanička stimulacijaUredi

Mehanička stimulacija angiogeneze nije dobro okarakterizirana. Postoji značajna kontroverza u vezi s smicanjem naprezanja, djelovanjem na kapilare da izazove angiogenezu, iako sadašnja saznanja ukazuju da povećane kontrakcije mišića mogu povećati angiogenezu.[10] To može biti posljedica povećanja proizvodnje dušik-oksida tokom vježbanja. Dušik-oksid dovodi do vazodilatacije krvnih sudova.

Hemijska stimulacijaUredi

Hemijsku stimulaciju angiogeneze izvode različiti angiogeni proteini, npr. integrini i prostaglandini, uključujući nekoliko faktor rasta npr. VEGF, FGF.

PregledUredi

Stimulator Mehanizam
FGF Promocija proliferacije i diferencijacije endotelnih i glatkomišićnih ćelija i fibroblasta
VEGF Djelovanja na permeabilnost
VEGFR i NRP-1 Integracija signala preživljavanja
Ang1 Ang2 Stabilizacija krvnih sudova
PDGF (BB-homodimer) i PDGFR Aktivacija ćelija glatkih mišića
TGF-β, endoglin i TGF-β-receptori ↑Proizvodnja venćelijskog matriksa
CCL2 Regrutacija limfocita na mjesta upala
Histamin
Integrini αVβ3, αVβ5 (?[11]) i α5β1 Vezanje makromolekulskog matriksa i proteinaza
VE-kadherin i CD31 Spajanje endotelnih molekula
Efrin Determinacija formiranja arterija i vena o
Aktivatori plazminogena Remodeliranja vanćelijskog matriksa, otpuštanje i aktivacija faktora rasta
Aktivator plazminogenskog inhibitora-1 Stabilizacija okoline krvnih sudova
COX-2 Sintetaza dušik-oksida (eNOS) i COX-2
AC133 Regulacija diferencijacije angioblasta
ID1/ID3 Regulacija endotelne transdiferencijacije
Klasa 3 semaforina Modulacija adhezije, migracije, proliferacije i apoptoze endotelnih ćelija. Mijenjanje vaskularne permeabilnosti [12]
Nogo-A Regulacija migracija i proliferacije endotelnih ćelija.[13] Alters vascular permeability.[14]

Također pogledajteUredi

ReferenceUredi

  1. ^ Angiogenesis insights from a systematic overview. New York: Nova Science. 2013. ISBN 978-1-62618-114-4.
  2. ^ Birbrair A, Zhang T, Wang ZM, Messi ML, Mintz A, Delbono O (januar 2015). "Pericytes at the intersection between tissue regeneration and pathology". Clinical Science. 128 (2): 81–93. doi:10.1042/CS20140278. PMC 4200531. PMID 25236972.
  3. ^ Birbrair A, Zhang T, Wang ZM, Messi ML, Olson JD, Mintz A, Delbono O (juli 2014). "Type-2 pericytes participate in normal and tumoral angiogenesis". American Journal of Physiology. Cell Physiology. 307 (1): C25-38. doi:10.1152/ajpcell.00084.2014. PMC 4080181. PMID 24788248.
  4. ^ "Lymphatic vasculature development" (PDF). www.columbia.edu. Pristupljeno 17. 12. 2018.
  5. ^ Risau W, Flamme I (1995). "Vasculogenesis". Annual Review of Cell and Developmental Biology. 11: 73–91. doi:10.1146/annurev.cb.11.110195.000445. PMID 8689573.
  6. ^ Flamme I, Frölich T, Risau W (novembar 1997). "Molecular mechanisms of vasculogenesis and embryonic angiogenesis". Journal of Cellular Physiology. 173 (2): 206–10. doi:10.1002/(SICI)1097-4652(199711)173:2<206::AID-JCP22>3.0.CO;2-C. PMID 9365523.
  7. ^ John S. Penn (11. 3. 2008). Retinal and Choroidal Angiogenesis. Springer. str. 119–. ISBN 978-1-4020-6779-2. Pristupljeno 26. 6. 2010.
  8. ^ Adair TH, Montani JP. Angiogenesis. San Rafael (CA): Morgan & Claypool Life Sciences; 2010. Chapter 1, Overview of Angiogenesis. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK53238/
  9. ^ Burri PH, Hlushchuk R, Djonov V (novembar 2004). "Intussusceptive angiogenesis: its emergence, its characteristics, and its significance". Developmental Dynamics. 231 (3): 474–88. doi:10.1002/dvdy.20184. PMID 15376313. S2CID 35018922.
  10. ^ Prior BM, Yang HT, Terjung RL (septembar 2004). "What makes vessels grow with exercise training?". Journal of Applied Physiology. 97 (3): 1119–28. doi:10.1152/japplphysiol.00035.2004. PMID 15333630.
  11. ^ Mogući inhibitor angiogeneze: Sheppard D (oktobar 2002). "Endothelial integrins and angiogenesis: not so simple anymore". The Journal of Clinical Investigation. 110 (7): 913–4. doi:10.1172/JCI16713. PMC 151161. PMID 12370267.
  12. ^ Mecollari V, Nieuwenhuis B, Verhaagen J (2014). "A perspective on the role of class III semaphorin signaling in central nervous system trauma". Frontiers in Cellular Neuroscience. 8: 328. doi:10.3389/fncel.2014.00328. PMC 4209881. PMID 25386118.
  13. ^ Rust, Ruslan; Grönnert, Lisa; Gantner, Christina; Enzler, Alinda; Mulders, Geertje; Weber, Rebecca Z.; Siewert, Arthur; Limasale, Yanuar D. P.; Meinhardt, Andrea; Maurer, Michael A.; Sartori, Andrea M.; Hofer, Anna-Sophie; Werner, Carsten; Schwab, Martin E. (9. 7. 2019). "Nogo-A targeted therapy promotes vascular repair and functional recovery following stroke". Proceedings of the National Academy of Sciences. 116 (28): 14270–14279. doi:10.1073/pnas.1905309116. PMC 6628809. PMID 31235580.
  14. ^ Rust, Ruslan; Weber, Rebecca Z.; Grönnert, Lisa; Mulders, Geertje; Maurer, Michael A.; Hofer, Anna-Sophie; Sartori, Andrea M.; Schwab, Martin E. (27. 12. 2019). "Anti-Nogo-A antibodies prevent vascular leakage and act as pro-angiogenic factors following stroke". Scientific Reports. 9 (1): 20040. Bibcode:2019NatSR...920040R. doi:10.1038/s41598-019-56634-1. PMC 6934709. PMID 31882970.

Vanjski linkoviUredi